“煤矿安全+智能化”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“煤矿安全+智能化”专题

从安全生产的角度考虑，煤矿井工开采面临瓦斯事故、水害、火灾、顶板事故、煤尘爆炸五大灾难性事故。随着产业转型及互联网、智能化技术发展，调结构、促升级将成为产业健康发展的必由之路，“互联网+煤矿安全”“互联网+煤炭生产”将是调结构、促升级的最有效手段。

行业视野: 智能化
类别; 128个
关键词; 116位
专家; 33篇
论文; 38389IP
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智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究

作者(Author)：刘海滨, 李春贺

摘要：为了解决煤炭企业在职业健康安全管理中存在的问题，提出了物联网视角下的智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究。以智慧矿山为基础，借助物联网、大数据、云计算等技术，结合职业健康安全管理体系，介绍了系统建设的主要内容；设计了由展示层、业务逻辑层、中间件层以及数据层构成的系统总体架构；设计了系统网络拓扑结构；采用Hbase数据库，解决非结构化存储问题；以J2EE为开发平台、SpringMVC为开发架构，借助Java语言开发了包括智能管理、职业健康体系管理以及基础支持在内的职业健康安全监管信息系统。结果表明:通过系统实施能够完成对职业健康安全的全方位管理，涵盖对危害因素的辨识、评估与管控，对危害因素的自动化、智能化的实时监控，以及对职业健康安全管理工作进行综合性智慧分析、智慧控制。能够最大限度地降低对煤矿职业健康安全具有危害的因素所造成的影响，保证煤矿生产工作处于安全监管的良好环境。

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煤炭科学技术

2019年第03期

493

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矿井电法在煤层采动破坏和水害监测中的应用进展

作者(Author)：鲁晶津, 王冰纯, 颜羽

摘要：煤层采动破坏容易引起突水事故，严重威胁了矿井的安全生产。煤矿突水事故防治集中于回采前的隐患探查，对回采过程中发育的导水通道尚缺乏行之有效的探查手段。因此，从煤矿顶、底板突水机理分析出发，对比了煤矿井下采用的多参数传感器监测、微震监测以及电法监测等监测方法，其中电法监测因其对煤岩电阻率变化较敏感，在煤层采动破坏和水害监测中得到了广泛应用。矿井电法监测最初主要被用于煤层顶、底板破坏监测，随着矿井电法监测设备的成功研制，相关学者对采动破坏过程的电场响应特征展开了深入研究，矿井电法监测逐渐向水害监测发展，并在井下现场应用中发展出了不同的观测方法。矿井电法监测数据的处理解释目前一般采用视电阻率断面图或电阻率反演成像，因受数据采集中各种干扰因素的影响成像分辨率较低。广泛应用于近地表探测的时移电阻率成像法，通过改进数据采集方式、对数据进行预处理、优化反演方法以及在反演过程中选择合适的正则化约束方法等手段，大幅提高了监测数据的成像分辨率，该方法可同样适用于煤矿井下电法监测数据的处理解释。早期的矿用电法仪器主要用于工作面水害隐患的静态探测，近年来真正意义上的矿用电法监测设备已经研制成功并进入推广应用阶段。随着新版《煤矿防治水细则》的施行，矿井电法监测迎来了新的发展机遇。然而煤矿井下施工环境复杂、观测空间有限，矿井电法用于煤层采动破坏和水害监测时尚面临着电磁干扰、一致性校正、成像方法、多解性及水害预警等问题有待解决。针对上述问题，需要进一步提高监测设备的抗干扰能力，改进数据预处理方法，采用时移电阻率成像提高解释精度，同时加强导水通道发育过程电场响应特征及电性变化与水害风险定性关系的研究，最终达到对矿井水害进行监测预警的目的。

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煤炭科学技术

2019年第03期

613

542
煤矿防治水智能化技术与装备研究现状及展望

作者(Author)：靳德武, 乔伟, 李鹏, 樊娟

摘要：为了解决煤矿充水条件的精准探测、有效预测、动态监测和水害的可靠治理问题，人工智能和信息化技术在我国煤矿水害防治技术和装备中获得广泛应用并取得重要进展。依据智能感知、智能判断和智能执行等智能化技术三要素，将煤矿防治水智能化定义为水害致灾因素的有效筛选、自动识别和精准控制的过程。从5个方面系统地总结了煤矿防治水智能化技术现状：即探测装备的智能化芯片及数据处理智能算法、含水层富水性分区的信息融合法及煤层底板突水预测的统计学习法、基于智能化传感器及智能算法的矿井水情（害）实时监测预警系统、水害治理工程的信息化设计及智能控制注浆系统、紧急避灾最优路径搜索及突水水源快速识别。结果表明：水害探测装备及解释方法的智能化提高了装备的抗干扰能力，实现了探测参数的快速准确计算；煤层底板突水预测的统计学习法使突水预测精度由82%提高到91%；网络并行电法监测仪在五沟煤矿提前2 d成功预报了工作面底板突水；智能化注浆系统形成了高度定制化的制浆-注浆数字化解决方案，实现全自动造浆30 m3/h；避灾抢险智能化为矿井灾害情景下的井下人员合理疏散和应急救援提供了辅助决策支持平台。随着智慧矿山、透明矿井技术的不断发展与完善，多源时空智能化探（监）测、玻璃水文地质、水害监测大数据挖掘、井下救援机器人等将会成为热点研究方向，并最终形成煤矿防治水智能化技术体系。

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煤炭科学技术

2019年第03期

1736

996
坚硬顶板型冲击地压发生机理及监测预警研究

作者(Author)：谭云亮, 张明, 徐强, 郭伟耀, 于凤海, 顾士坦

摘要：针对坚硬顶板条件下冲击地压发生频率高、强度大、破坏范围广等问题，以华丰煤矿1411工作面为工程背景，采用理论分析研究了坚硬顶板型冲击地压发生机理，分析了坚硬顶板型工作面的声发射及应力前兆信息特点，最后进行了现场实践。研究结果表明：坚硬顶板型冲击地压以能量及应力判据为主，冲击地压前兆信息主要有2个特点，即能量增大和应力突变；坚硬顶板悬空长度大，导致煤体内部集中应力持续升高，若积聚的大量弹性能不能有效安全释放，可能会导致冲击地压的发生；采用声发射和应力监测手段可及时得到坚硬顶板工作面回采过程中煤体应力及能量动态发展情况，从而对冲击危险进行预警。结合现场条件，设计采用大直径钻孔和深孔断顶爆破进行卸压解危，卸压前后最大钻粉量由4 kg/m降为3 kg/m、应力集中系数由2.03降低为1.72，且支承压力峰值向深部转移，煤体应力集中得到明显释放，卸压效果较好。

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煤炭科学技术

2019年第01期

796

833
煤岩损伤研究的CT扫描技术发展现状及展望

作者(Author)：文虎, 樊世星, 马砺, 郭军, 程小蛟, 童校长

摘要：CT扫描技术因其无损伤、高分辨率、数字化等优点被广泛应用于煤岩损伤研究领域，为促进煤岩损伤理论研究的深入，从CT扫描技术着眼，基于前期文献调研，总结归纳了煤岩损伤领域该技术及装备的发展历程，回顾了利用CT扫描试验进行煤岩损伤表征的研究进展，主要包括：煤岩损伤程度的CT图像和CT数表征，损伤变量的CT数定义，以及满足工程实践的煤岩损伤本构方程的构建。在此基础上，分析了当前技术条件下利用CT扫描技术进行煤岩损伤研究所遇到的问题，指出提高CT图像时空分辨率、改进图像处理软件、开发新型图像重构算法、研发与CT系统相适应的复杂应力加载系统，将会对煤岩损伤研究的发展起到更大的作用。

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煤炭科学技术

2019年第01期

511

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带约束条件的煤矿火灾避灾路线算法研究

作者(Author)：徐劭懿, 李梅, 毛善君, 智宁, 吕平洋

摘要：为了解决常见煤矿井下避灾路线算法在带约束条件问题方面的局限性以及运行效率待提升等问题,提出一种带约束条件的煤矿火灾避灾路线算法。该算法在当量长度的计算中引入了体能消耗指数,实现了巷道起伏对避灾路线影响的量化;考虑了灾变因子对巷道网络的影响,特别地,以具有累积量危害的定量属性为约束条件对算法进行改进;引入SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)算法,相比经典Dijkstra算法,本算法在时间效率上有较大提升。最后,以寺家庄煤矿为例进行了测试,验证了算法设计的有效性,同时实现了时间效率的数量级提升。

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煤炭科学技术

2018年第05期

307

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突出矿井声-电-瓦斯系统监测参量变化及相关性研究

作者(Author)：张仕和

摘要：为研究声发射强度-电磁辐射强度-瓦斯浓度等参量与K1值之间的相关性,基于连续介质损伤力学,分析了声发射、电磁辐射技术监测煤与瓦斯突出的原理,利用KJ838声-电-瓦斯系统对金佳矿11224运输巷进行了跟踪监测。结果表明:KJ838声-电-瓦斯系统能及时对巷道中的环境变化进行响应,放炮期间声发射、电磁辐射、瓦斯浓度出现既定特征变化,同时与常规预测指标K1值之间有较好的相关性。该分析结果可为后续确定煤与瓦斯突出多参量实时监测预警模型和建立预警平台提供参考。

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煤炭科学技术

2018年第03期

355

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基于半监督过采样非平衡学习的矿山微震信号识别

作者(Author)：程健, 杨凌凯, 王全魁, 崔宁, 郭一楠

摘要：为准确实现冲击矿压灾害的预防预警,提出一种半监督过采样框架对煤矿微震数据进行模式识别,采用主成分分析、小波变换和Fisher判别对微震数据集样本的多个信号通道进行特征提取;并对提取到的特征数据进行半监督非平衡学习;最后训练分类器进行模式识别。通过在兖矿集团微震数据集进行试验,结果表明:针对微震数据的半监督过采样框架可以有效提高微震数据的识别准确率。与只进行过采样的方法相比,使用CPLE和SELF两种半监督学习的方法,在KNN、LR、FLD、RF、SVM和Adaboost这6个分类器上有5个分类器上识别效果更好,可以获得更好的回归率和F1的指标。此方法可以获得高维微震数据的压缩表达,解决不平衡微震数据集的识别问题。

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煤炭科学技术

2018年第02期

258

422